DE102011083825A1

DE102011083825A1 - Schalter, insbesondere Leistungsschalter für Niederspannungen

Info

Publication number: DE102011083825A1
Application number: DE201110083825
Authority: DE
Inventors: Christian Vogel
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2013-04-04

Abstract

Schalter (2), insbesondere Leistungsschalter für Niederspannungen, mit Schaltkontakten (4), die durch einen Schaltmechanismus (5) voneinander getrennt werden, mit einem am Leiter (3) angeordneten Stromwandler (7), der eine zum Strom (I) korrespondierende analoge Wandlerspannung erzeugt, mit einer elektronischen Auslöseeinheit (6), die mit der Wandlerspannung beaufschlagt ist, jeweils einen von der Wandlerspannung abgeleiteten Strom mit einer Strombedingung vergleicht und die Trennung der Schaltkontakte (4) auslöst, und mit Elementen zur Auswahl der Parameter, welche die Strom-Zeit-Kennlinie (9) festlegen. Um die Strom-Zeit-Kennlinie (9) ergonomisch leichter und fehlerfreier einstellen zu können wird vorgeschlagen, dass die Elemente ein berührungsempfindliches Display (1) umfassen, auf dem die jeweils festgelegte Strom-Zeit-Kennlinie (9) dargestellt und mittels Fingergesten innerhalb eines vorgegebenen Koordinatensystems verschiebbar ist, wobei die Fingerspitze (11) auf eine Stelle (10) des Kennlinienbereichs gelegt wird, welcher verschoben werden soll, und wobei die Parameter der teilweise verschobenen Strom-Zeit-Kennlinie (9) jeweils als die ausgewählten Parameter übernommen werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalter, insbesondere Leistungsschalter für Niederspannungen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Schalter in Form von Leistungsschaltern für Niederspannungen sind allgemein bekannt und dienen zum Unterbrechen eines durch einen Leiter fließenden elektrischen Stroms. Sie weisen Schaltkontakte auf, die zum Unterbrechen durch einen Schaltmechanismus voneinander getrennt werden (Öffnen des Schalters). Mittels eines Stromwandlers, der am Leiter angeordnet ist, wird eine analoge Wandlerspannung erzeugt, die zum fließenden Strom korrespondiert. Eine elektronische Auslöseeinheit wird mit der Wandlerspannung beaufschlagt und vergleicht diese mit einem Schwellwert. Wird der Schwellwert überschritten, löst die Auslöseeinheit die Trennung der Schaltkontakte aus.
Eine Strom-Zeit-Kennlinie definiert die stromabhängige Auslösezeit des Schalters, d. h. die Zeit, die bei einem vorgegebenen Strom jeweils bis zur Trennung der Schaltkontakte abgewartet wird.
Auf der Vorderseite des Schalters sind Elemente zur Auswahl der gewünschten Parameter in Form von Einstellknöpfen angeordnet, welche die Parameter der Strom-Zeit-Kennlinie des Schalters einstellen.
Nachteilig ist dabei, dass beim Einstellen der Schutzparameter, welche die Strom-Zeit-Kennlinie festlegen bzw. beeinflussen, der unmittelbare Zusammenhang mit den eingestellten Parametern bekannt sein muss. Fehlerhafte Einstellungen werden dadurch möglicherweise erst während des Schalterbetriebs erkannt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Schutzparameter mithilfe der Strom-Zeit-Kennlinie ergonomisch leichter einstellbar zu machen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst; die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen dar.
Die Lösung sieht vor, dass die Elemente ein berührungsempfindliches Display umfassen, auf dem die jeweils festgelegte Strom-Zeit-Kennlinie dargestellt und mittels Fingergesten innerhalb eines vorgegebenen Koordinatensystems verschiebbar ist, wobei die Fingerspitze auf eine Stelle des Kennlinienbereichs gelegt wird, welcher verschoben werden soll, und wobei die Parameter der zumindest teilweise verschobenen Strom-Zeit-Kennlinie jeweils als die ausgewählten Parameter übernommen werden. Eine Bedienperson stellt also mit Hilfe von Fingergesten die Strom-Zeit-Kennlinie ein, indem jeweils der mittels der Fingerspitze ausgewählte Kennlinienbereich entsprechend verschoben wird, während die zugehörigen Parameter danach automatisch in die Auslöseeinheit übernommen werden.
Die Einstellung der Parameter ist besonders einfach, wenn die Parameter jeweils beim Abheben des Fingers übernommen werden, gegebenenfalls erst nach Bestätigung durch die Bedienperson.
Die Einstellung der Parameter lässt sich weiter vereinfachen, wenn für mehrere Werte eines Parameters auf dem Display Fangbereiche für die Parameterwerte vorgesehen sind und beim Verschieben jeweils der zugehörige Wert des Parameters selbsttätig zugeordnet und die Strom-Zeit-Kennlinie mit dem zugeordneten Parameter angezeigt wird, wenn die Strom-Zeit-Kennlinie beim Verschieben den nächsten Fangbereich erreicht.
Zur Vereinfachung der Einstellung wird vorgeschlagen, dass die Strom-Zeit-Kennlinie nach der Zuordnung eines Parameters selbsttätig in die entsprechende Kennlinien-Position einrastet bzw. springt.
Zweckmäßigerweise ist es das Display auf der Frontseite des Schalters angeordnet.
Zur weiteren Vereinfachung der Eingabe wird vorgeschlagen, dass das Display von einer graphischen Darstellung auf eine Textdarstellung umschaltbar ist. Dies erleichtert die Eingabe, wenn der eine oder andere Wert des Parameters eindeutig bekannt ist.
Eine Vereinfachung der Parametereingabe ergibt sich weiter, wenn bei der Textdarstellung Menüs, insbesondere Pull-Down-Menüs, vorgesehen und über jedes Menü die Werte eines Parameters alternativ einstellbar sind.
Der gerätetechnische Aufwand lässt sich reduzieren, wenn das Display auf einer mobilen Einrichtung angeordnet ist, die mit dem Schalter signaltechnisch verbindbar ist.
Zweckmäßigerweise erfolgt die signaltechnische Verbindung drahtlos.
Eine Ausführung der Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Schalters,
2 ein auf der Vorderseite des Schalters angeordnetes Display, auf dem die Strom-Zeit-Kennlinie des Schalters dargestellt ist, und
3 die Strom-Zeit-Kennlinie gemäß 2 in ihrer ursprünglichen und in ihrer verschobenen Position.
1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Display 1, das auf der Vorderseite (Bedienseite) eines Schalters 2 angeordnet ist. Bei dem Schalter 2 handelt es sich um einen Leistungsschalter für Niederspannungen, der den durch einen (oder mehrere) Leiter 3 fließenden elektrischen Strom I unterbricht. Zur Stromunterbrechung werden Schaltkontakte 4 mit Hilfe eines Schaltmechanismus 5 voneinander getrennt. Der Schaltmechanismus 5 wird von einer elektronischen Auslöseeinheit 6 mit einer elektronischen Prozessoreinheit 6a angesteuert, die mit einer Spannung beaufschlagt ist, welche von einem Stromwandler 7 erzeugt wird, wobei die Spannung des Stromwandlers 7 zum Strom im Leiter 3 proportional ist (korrespondiert). Der Stromwandler 7 ist dazu direkt am Leiter 3 angeordnet. Die Spannung wird mit einem Schwellwert (entspricht einem Stromschwellwert) als Strombedingung verglichen. Wird der Schwellwert überschritten, löst die Auslöseeinheit 6 die Trennung der Schaltkontakte 4 über einen den Schaltmechanismus 5 betätigenden Akktuator 8 aus.
Das Display 1 ist in 2 genauer dargestellt. Es zeigt innerhalb eines Koordinatensystems eine Strom-Zeit-Kennlinie 9, welche die Auslösezeit t des Schalters 2 in Abhängigkeit vom Strom anschaulich darstellt, wobei der Strom über den Bemessungsstrom In angegeben ist (xIn). Die Strom-Zeit-Kennlinie 9 ist mittels mehrerer Parameter einstellbar. Als Parameter werden im Folgenden beispielhaft nur der Bemessungsstrom In und der Einstellstrom Ir betrachtet. Der Einstellstrom Ir beträgt hier 0,80 In.
Durch eine Fingergeste lässt sich die Strom-Zeit-Kennlinie 9 innerhalb des feststehenden Koordinatensystems verschieben. Beim Verschieben wird – wie in 2 gezeigt – die schematisch dargestellte Fingerspitze 11 auf dem Display 1 an eine Stelle 10 der Kennlinie 9 gelegt und ohne loszulassen in Richtung des Pfeils 12 an die Stelle 13 (also um eine Wegstrecke) nach links verschoben, wobei die Kennlinie 9 hier dem jeweiligen Einstellstrom Ir, also dem jeweiligen Parameter oder den jeweiligen Parametern) entsprechend in die zugehörige neue Position springt, was in 3 dargestellt ist. In 3 ist die ursprüngliche Position gemäß 2 gestrichelt dargestellt. Dies entspricht einer Änderung des Einstellstroms Ir von Ir = 0,80 In auf Ir = 0,95 In, wobei der Zwischenwert für den Einstellstroms Ir von 0,90 überfahren wurde, verbunden mit einer Positionsänderung der Kennlinie 9 in die zugehörige Zwischenposition. Beim Loslassen wird der neue Einstellstroms Ir = 0,95 In nach Rückfrage und Bestätigung durch die Bedienperson von der Auslöseeinheit 6 übernommen. Dazu wird auf dem Display 1 ein entsprechender Button eingeblendet und mit der Fingerspitze 11 betätigt.
Für jeden Parameter kann hier also einer von mehreren diskreten Werten ausgewählt werden, wobei jedem diskreten Wert jeweils ein Fangbereich zugeordnet ist. Die Strom-Zeit-Kennlinie 9 springt dann beim Verschieben jeweils in die Position, die dem nächsten diskreten Wert des Parameters entspricht, wobei sie jeweils einrastet, also bis zum Erreichen des nächsten diskreten Werts in dieser Position verbleibt.
Führt die Verschiebung zur Änderung mehrerer Parameter, so werden alle diese Parameter entsprechend geändert.
Das Display 1 mittels eines auf dem Display 1 angezeigten Buttons von einer graphischen Darstellung auf eine Textdarstellung umschaltbar.
Bei der Textdarstellung öffnen sich Pull-Down-Menüs, über welche jeweils mehrere Werte eines Parameters auswählbar sind.
Bei einer alternativen Ausführung ist das Display 1 auf einer mobilen Einrichtung angeordnet, beispielsweise einem Smartphone oder einem Netbook, das zur Einstellung der Strom-Zeit-Kennlinie 9 mit dem Schalter 2 drahtlos verbunden wird. Zur Einstellung mittels Fingergesten wird vorher eine entsprechende Applikation geladen. Das Display 1 in 1 gehört dann nicht mehr zum Schalter 2 sondern befindet sich außerhalb des Schalters 2.

Claims

Schalter (2), insbesondere Leistungsschalter für Niederspannungen, zum Unterbrechen eines durch einen Leiter (3) fließenden elektrischen Stroms (I) anhand einer vorgegebenen Strom-Zeit-Kennlinie (9), mit Schaltkontakten (4), die zum Öffnen des Schalters (2) durch einen Schaltmechanismus (5) voneinander getrennt werden, mit einem Stromwandler (7), der am Leiter (3) angeordnet ist und eine zum Strom (I) korrespondierende analoge Wandlerspannung erzeugt, mit einer elektronischen Auslöseeinheit (6), die mit der Wandlerspannung beaufschlagt ist, jeweils einen von der Wandlerspannung abgeleiteten Strom mit einer Strombedingung vergleicht und bei Erfüllung der Strombedingung die Trennung der Schaltkontakte (4) auslöst, und mit Elementen zur Auswahl von Parametern, welche die Strom-Zeit-Kennlinie (9) festlegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente ein berührungsempfindliches Display (1) umfassen, auf dem die jeweils festgelegte Strom-Zeit-Kennlinie (9) dargestellt und mittels Fingergesten innerhalb eines vorgegebenen Koordinatensystems verschiebbar ist, wobei die Fingerspitze (11) auf eine Stelle (10) des Kennlinienbereichs gelegt wird, welcher verschoben werden soll, und wobei die Parameter der zumindest teilweise verschobenen Strom-Zeit-Kennlinie (9) jeweils als die ausgewählten Parameter übernommen werden.
Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter jeweils beim Abheben der Fingerspitze (11) und gegebenenfalls nach Bestätigung übernommen werden.
Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für mehrere Werte eines Parameters auf dem Display (1) Fangbereiche für die Parameter vorgesehen sind und dass, wenn die Strom-Zeit-Kennlinie (9) beim Verschieben einen Fangbereich erreicht, der Strom-Zeit-Kennlinie (9) beim Verschieben jeweils der zugehörige Wert des Parameters selbsttätig zugeordnet und die Strom-Zeit-Kennlinie (9) mit dem zugeordneten Parameter angezeigt wird.
Schalter nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strom-Zeit-Kennlinie (9) nach der Zuordnung eines Parameters selbsttätig in die entsprechende Kennlinienposition springt.
Schalter nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass das Display (1) auf der Vorderseite des Schalters (2) angeordnet ist.
Schalter nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass das Display (1) von einer graphischen Darstellung auf eine Textdarstellung umschaltbar ist.
Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Textdarstellung Menüs, insbesondere Pull-Down-Menüs, vorgesehen und über jedes Menü mehrere Werte eines Parameters einstellbar sind.
Schalter nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass das Display (1) auf einer mobilen Einrichtung angeordnet ist, die mit dem Schalter (2) signaltechnisch verbindbar ist.
Schalter nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass die signaltechnische Verbindung drahtlos erfolgt.